张朝阳的物理课第四期直播:探索荡秋千与重力加速度的关联及微波炉加热原理
摆动和重力加速度之间有什么关系?为什么微波炉可以加热食物? 11月14日中午12点,《张朝阳物理课》第四集开播。搜狐创始人、董事长兼CEO张朝阳坐在搜狐视频直播间,继续“玩弄”牛顿定律。从上一集的共振运动、瑞利散射,一直延伸到今天的天空简谐振动、简摆和物理摆的课程,由浅入深,循序渐进。张朝阳提醒大家:“如果看不懂,也可以在搜狐视频关注直播上观看回放。”课程每周五、周日进行,当天中午12点在搜狐视频直播。
为什么微波炉可以加热食物?物理课通过生活现象讲解原理
作为一名博士。麻省理工学院物理学博士张朝阳在直播中又重拾“老本行”。从11月5日开始,《张朝阳物理课》已直播四期。在本次直播课程中,张朝阳依然从常见现象入手,提出了一个问题:微波炉是如何加热食物的?他并不急于解释,只是讲了“简谐振动”。
张朝阳画了一个弹簧和一个球,弹簧的一端与球相连。假设弹簧的刚度系数为k,球的质量为m。计算球的简谐振动,得到弹簧对球的拉力和球的振幅。 “周五我们讲了电场和磁场,它们会扰乱空气分子。今天我们增加了在外力驱动下方程的运算,就是刚才提到的简谐振动。”张朝阳说道。
“简谐振动”在生活中很常见。他举了荡秋千和大军过桥的例子。秋千的摆动频率由绳子的长度和重力决定。摆动的频率本身是一定的。当外力的频率与摆动的频率相同时,摆动就会越来越高。大军过桥也是如此。该电桥还具有固定频率。如果队伍的步伐与桥梁的固有频率相同,桥梁就有倒塌的危险。
这个原理也适用于微波炉。食物中一般都含有水。水分子是极性分子,遇到电场时会调整方向。微波电场的旋转频率与水分子的频率完全相同。水分子的旋转总是会被旋转电场加速,从而不断获得能量。这也是一种共振现象。 “在共振过程中,水分子振荡越来越剧烈,能量越来越高,食物也随之变热。”直播中,张朝阳还提醒了一个小常识:为什么瓷碗可以放进微波炉,而金属碗却不能。 “微波可以穿透瓷碗,从内到外加热食物。但金属碗带电,会反射微波,”他解释道。
用数学模型推导物理公式并进行实证实验,鼓励网友打破思维边界
《张朝阳的物理课》不仅讲解了生活中常见现象背后的原理,而且深入浅出,将知识点应用到物理公式中。他通过第一宇宙速度、第二宇宙速度、库仑定律、简谐振动等,一步步计算,得到了瑞利散射、简摆、物理摆的公式。
讲解过程中,他不断提醒大家,每节课后半段都有很多计算,涉及到大学和中学的物理和数学,难度会更大。 “听不懂也没关系,你可以把我说的话分解成模块,听不懂就听下一个,别卡住了。”如果理解有困难,网友可以在搜狐视频“关注直播”上观看回放,并通过“直播白板”进行复习。还有“课代表”,将每堂课的笔记发布在搜狐新闻客户端的“关注直播”上,以便随时查看、补漏。
观察生活现象+解释原理+推导计算公式。结合《张朝阳的物理课》四期可以看出,直播课程都是从日常现象中引入的。他们首先帮助网友了解现象、增加兴趣,然后“透过现象看到本质”。 》,讲解物理知识,进而解决生活中的问题。
在第一、二场直播中,张朝阳科普了“力”和“速度”,并现场计算了马斯克的飞船和中国空间站每天绕地球飞行的圈数;而第三、四集中,内容同源,都与“震动”有关。科普可见光的基础知识,解释了太阳在早晨、中午和傍晚呈现不同颜色的原因,以及蓝天的秘密。
这也印证了课程一开始的观点:“物理是计算出来的,神秘的科幻概念和经验证据是有区别的。”张朝阳认为,物理虽然不容易,但大家不要觉得自己可能学不到东西。相反,智慧不在于学习,而在于过程。如果把看似枯燥的物理知识分解然后理解,并不一定比生活中的事情更困难。张朝阳鼓励网友打破思维界限,科学学习,希望大家都能对世界更加好奇、更加勇敢。
据了解,在未来的课程中,张朝阳还将普及光速、潮汐秘密等日常现象涉及的物理知识。通过一一设置专题,用物理学深入浅出地解释生命现象,既能被专业人士认可,又能被普通人理解,从而激发科学学习的热潮。
文/金仁富